Los polifenoles son una clase de compuestos que contienen un anillo bencénico unido a uno o más grupos hidroxilo. Al hablar de compuestos polifenólicos, generalmente se refiere a un diverso grupo de compuestos que se encuentran de forma natural, comúnmente en las plantas superiores, que contienen múltiples funciones fenólicas. Los compuestos polifenólicos principales del mate son los flavonoides y los derivados cafeoil.
Estos compuestos han sido analizados por un gran número de métodos, incluyendo el biosensor de tirosinasa, ensayo de Folin Ciocalteu, cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) (Carini y col, 1998; Chandra y col., 2004; Dall´Orto, 2005). Con estos análisis se ha mostrado que en la variedad de yerba mate el grado de molienda y la mezcla con otras hierbas
31 determina la concentración de polifenoles extraídos en la infusión. Dall´Orto (2005), extrajo en promedio, una cantidad de polifenoles de 92 mg equivalentes de ácido clorogénico por gramo de hojas secas, y halló que en mezclas con otras hierbas, la cantidad es significativamente menor. La cantidad de polifenoles extraídos en Ilex paraguariensis
depende del método usado, ya sea con agua o solventes. La extracción con 50% de acetona obtuvo la mayor cantidad de polifenoles (Turkmen y col., 2006). Los compuestos polifenólicos de infusiones de yerba mate difieren significativamente de los del té verde debido a la alta concentración de ácido clorogénico y a la ausencia de catequinas respecto de este último (Chandra y De Mejía Gonzalez, 2004).
2.7.1.1. Flavonoides
Los flavonoides comprenden una amplia clase de compuestos fenólicos, metabolitos secundarios de planta superiores, de bajo peso molecular. Los flavonoides se caracterizan por contener el núcleo flavano. Estos compuestos protegen a las plantas contra la radiación ultravioleta, los patógenos y herbívoros. Sus principales efectos para la salud son atribuidos a su capacidad antioxidante y como agente quelante. Es así que su actividad antioxidante le otorga a los flavonoides un rol muy importante en la nutrición humana y prevención de enfermedades.
Los flavonoides son derivados benzo-γ-pirona con anillos fenólicos y piranos. En los alimentos, los flavonoides se encuentran principalmente como 3-O-glicósidos, que difieren en la disposición de las cadenas laterales hidroxi, metoxi y glicosídicas, y en la conjugación entre los anillos A y B.
Los flavonoides alimenticios pueden ser clasificados según su estructura en flavanoles, flavonas, flavonoles, flavanonas, isoflavonas y antocianidinas. De hecho, la capacidad antioxidante de los flavonoides y sus metabolitos está relacionada con la disposición de los grupos funcionales en base a la misma estructura nuclear.
La capacidad antioxidante de un compuesto puede ser expresada mediante el valor de actividad antioxidante equivalente a Trolox (TEAC): aquellos valores TEAC más altos indican una mayor capacidad antioxidante. La quercetina es un flavonol presente en la yerba mate y tiene uno de los valores TEAC más altos, de 4.7. La quercetina se encuentra generalmente en la lechuga, brócoli, cebolla, tomate, té, vino tinto, fresas, aceite de oliva y cáscara de manzana.
También se encuentran otros flavonoides en mate, como ser rutina y miricetina. La rutina es una flavona con un valor TEAC de 2.4 que también está presente en el vino tinto, trigo
32 sarraceno, frutos cítricos y cáscara de tomate. La miricetina, encontrada en arándonos, uvas y vino tinto, tiene un valor TEAC de 3.1. Por otra parte, se ha informado que múltiples grupos hidroxilos pueden también presentar actividad prooxidativa, lo que podría acentuar el estrés oxidativo y el daño a moléculas funcionales y estructurales.
2.7.1.2Cafeoil derivados
Los ácidos hidroxicinámicos son otra clase de compuestos fenólicos que se encuentran en casi todas las plantas. El representante principal de dicho grupo es el ácido cafeico, que se encuentran en alimentos como un éster del ácido quínico llamado ácido clorogénico (ácido 5- cafeoilquínico).
Los cafeoil derivados presentes en el mate incluyen el ácido cafeico, ácido clorogénico, ácido 3,4-dicafeolquínico, el ácido 3,5-dicafeolquínico y el 4,5-dicafeolquínico (Filip y col., 2000). A estos compuestos se les atribuye principalmente el poder antioxidante de la yerba mate. La Fig. 2.14 muestra la estructura química del ácido clorogénico, el ácido 3,4 dicafeoilquínico, el ácido 3,5 dicafeoilquínico y el ácido 4,5 dicafeoilquínico. Los mismos han sido analizados por dos métodos diferentes, espectrofotométricamente (330 nm) y por HPLC, y usualmente se los correlaciona con el ácido clorogénico como estándar, con una concentración de 6.90± 0.09 mg de ácido clorogénico.g-1 de hojas secas (Filip y col., 2000). Esto representa 0.48 mg de ácido clorogénico.mL-1 y aproximadamente 72 mg por taza (150 mL) de infusión de mate cuando es preparado usando 1.5 g para 50 mL de agua (Mazzafera, 1997).
Figura 2.14: Estructura de compuestos cafeoil derivados: ácido clorogénico, ácido 4,5 dicafeoilquínico, ácido
33 La Tabla 2.4 compara las concentraciones de cafeoil derivados en Ilex paraguariensis con las
de otras especies de Ilex: I. dumosa, I. brevicuspis e I. argentina. En ella se muestra que Ilex paraguariensis contiene las concentraciones más altas de estos compuestos mientras que en
las otras especies las cantidades son mucho menores y varían en sus concentraciones de ácido dicafeoilquínico (Filip y col., 2001). Estos hallazgos se han correlacionado con la alta capacidad antioxidante de la yerba mate (Filip y col. 2000).
Tabla 2.4: Concentración de cafeoil derivados en varias especies de Ilex (% en peso seco).a
2.7.2. Xantinas
Las xantinas son una clase de alcaloides de purina encontradas en muchos tipos de plantas, incluyendo el té, el café y el chocolate. Las xantinas presentes en la yerba mate son la teofilina (1,3 dimetil xantina), la teobromina (3,7 dimetilxantina) y la cafeína (1,3,7 trimetil xantina) (Athayde y col., 2000). La Figura 2.15 muestra las fórmulas estructurales de estos compuestos. De las tres, la cafeína es aquella que se encuentra en mayor concentración, 1 a 2% en masa seca, seguida de la teobromina, 0.3 a 0.9% en masa seca (Ito y col., 1997). Estos dos compuestos se encuentran principalmente en las hojas de la planta y en menor concentración en los brotes de los tallos (Athayde y col., 2000) . La concentración de cafeína en relación a su consumo es de 78 mg de la misma en una taza de mate cocido (aproximadamente 150 mL). Esta cantidad es similar a la presente en una taza de café (85 mg por taza). Sin embargo el grado de consumo de mate, preparado por el método tradicional presenta ingestas de aproximadamente 500 mL, consumiéndose 260 mg o más de cafeína (Mazzafera 1997). A diferencia de la teobromina y la cafeína, la teofilina se ha encontrado en las hojas sólo en pequeñas cantidades. Esto puede deberse al hecho de que la teofilina parece ser un intermediario en el catabolismo de la cafeína en la planta. Se cree que la ruta principal de catabolismo de la teofilina involucra la conversión a 3-metil xantina, la cual es demetilada a xantina antes de seguir la ruta de catabolismo de la purina, siendo degradada siguiendo la vía: xantina→ácido úrico→alantoína→ácido alantóico→→CO2 + NH3.
34 Se ha visto que cuando la teofilina es marcada radiactivamente, la marca aparece en la cafeína
y la teobromina a través de la resíntesis de cafeína por la vía teofilina→3 -metil
xantina→teobromina→cafeína (Ito y col., 1997). El hecho de que haya sido difícil encontrar
la teofilina en distintos ensayos realizados sobre Ilex paraguariensis puede deberse a la
metabolización de teofilina a cafeína y teobromina.
Figura 2.15: Estructura de las xantinas presentes en Ilex paraguariensis
La yerba mate es vendida generalmente como hojas secas; se ha sugerido que el proceso de secado puede afectar significativamente la concentración de cafeína así como el color y el contenido de clorofila en las hojas. Schmalko y colaboradores (2001) examinaron examinaron la cafeína, el color y el contenido de clorofila de hojas de yerba mate luego de tres pasos de secado. El primer paso fue el sapecado, con una temperatura de 500 a 550ºC por 2 a 4 minutos; el segundo y tercer paso fueron los pasos de secado en barbacuá, con una temperatura de aproximadamente 110ºC. Estos pasos de secado mostraron una disminución importante en las concentraciones de cafeína (30%) y clorofila (70 a 80%) y una disminución en el color verde. Sin embargo, aunque la concentración de cafeína es menor en el producto con el proceso de secado que en las hojas frescas, hay evidencias aportadas por Bastos y colaboradores (2006) que muestran que al preparar la infusión (mate), se extrae significativamente más cafeína y ácidos cafeoilquínicos cuando se usan hojas secas. Este aumento en la extracción de compuestos se debe a la disrupción de las células durante el proceso de secado. También puede explicarse debido a la disminución de la humedad de las
35 hojas y un aumento en los sólidos solubles durante el secado, llevando a un aumento la cantidad de compuestos disueltos en la infusión. También hay evidencias de que el tiempo de cosecha incide en la concentración de las metilxantinas en yerba mate, hallándose en el rango de 1 a 10 mg de metilxantinas totales.g-1 según el tiempo de cosecha (Schubert y col., 2006).
2.7.3. Saponinas
Las saponinas son compuestos amargos y altamente solubles en agua que pueden encontrarse en gran variedad de plantas y se cree que cumplen un papel importante en el sabor de la infusiones de yerba mate. También se les han atribuido propiedades anti inflamatorias e hipocoleterolémicas (Gnoatto y col., 2005). Algunos de estos compuestos, llamados saponinas triterpenoides con grupos funcionales ursólico y oleanólico, han sido aislados de las hojas de yerba mate. Las principales saponinas identificadas, conteniendo ácido ursólico como grupo funcional fueron llamadas Metasaponinas 1, 2, 3, 4, y 5 (Gosmann y col., 1995; Kraemer y col., 1996).
La Tabla 2.5 muestra las principales saponinas identificadas en Ilex paraguariensis y otras
especies de Ilex, incluyendo los grupos R comunes.
La Figura 2.16 muestra la estructura genérica de una saponina aglicona en la que están unidos los grupos R. Las propiedades hipocolesterolémicas pueden estar atribuidas a que las saponinas de la yerba mate inhiben la difusión pasiva de ácido cólico y la formación de micelas que no pueden ser absorbidas y por lo tanto son excretadas (Ferreira, 1997).
Gnoatto y col. (2005) desarrollaron un método utilizando HPLC con detección ultravioleta (UV) para el análisis de saponinas en plantas. En yerba mate, la recuperación total de Metasaponina 1 fue 94.5% y la concentración total de saponinas en el extracto acuoso fue 352 µg.mL-1
Aunque las principales saponinas están formadas por agliconas de ácido ursólico, se encontraron dos saponinas menores que contenían ácido oleanoico (Martinet y col., 2001). Pavei y col. (2007) también desarrollaron y validaron un método de HPLC para caracterizar saponinas de frutos de Ilex paraguariensis.
de 15 gramos de hojas secas en 100 mL de agua.
Se informó que ciertas saponinas de especies Ilex han mostrado propiedades antiparasitarias,
incluyendo las Metasaponinas 1,3 y 4. También se ha confirmado que triterpenoides de especies Ilex actúan contra el parásito Trypanosoma brucei (Taketa y col., 2004).
36 Figura 2.16: Estructura genérica de una saponina con la ubicación de los grupos sustituidos comunes
Tabla 2.5: Saponinas de especies Ilex y sus diferencias en la estructura, según los grupos sustituyentes R.
2.7.4. Minerales
La yerba mate contiene altas concentraciones de compuestos inorgánicos. Los minerales aluminio, cromo, cobre, hierro, manganeso, níquel, potasio, y cinc son de particular interés
37 debido a su importancia en el metabolismo y desarrollo humano. Usando electroforesis capilar de iones con detección indirecta de UV (Carducci y col., 2000) y espectrometría de absorción atómica (Tenorio Sanz y col., 1991; Vera García y col., 1997), estos minerales han sido identificados en concentraciones variables y esta variación se debe a factores como el suelo y las estaciones del año. Usando emisión de rayos X inducida partícula inducida (PIXE), Giulian y col. (2007) hicieron ensayos en distintas marcas de té de yerba mate antes y después de la infusión y encontraron un amplio rango de minerales y que algunas concentraciones dependían de la temperatura y el volumen usado en la infusión, caso del cloro y el potasio. Wrobel y col. (2000) hallaron concentraciones de manganeso de 2223 ± 110
µg.g-1, indicando que la yerba mate podría ser una buena fuente dietaria de metal,
dependiendo de su biodisponibilidad. También se halló una correlación inversa (coeficiente de correlación mayor a 0.82) entre la cantidad de lixiviados de estos minerales en la infusión y la concentración de taninos; a baja concentración de taninos se observó el mejor lixiviado, excepto en el caso del níquel. Se han encontrado contaminantes tóxicos que también pueden estar presentes en la yerba mate. Marchisio y col. (2005) desarrollaron un método de análisis de plomo usando nebulización ultrasónica asociada a espectrometría de emisión óptica de inductividad acoplada a plasma (USN-ICP-OES) y espuma de poliuretano. El método permitió determinar plomo rápidamente y en pequeñas cantidades. Las concentraciones en
infusiones de la planta encontradas estuvieron en un rango de 7.6 y 8.9 µg.L-1. La
concentración promedio en muestras té de Mate comercial analizada fue de 8.1 µg.L-1. El límite para plomo en agua de bebida según la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos (EPA) es 15 µg.L-1, estando los niveles por debajo del mismo (EPA 2003).